SU1094117A1 - Датчик состо ни вентилей - Google Patents

Abstract

1. ДАТЧИК СОСТОЯНИЯ ВЕНТИЛЕЙ , содержащий управл емый реактор, первична  обмо.тка которого предназначена дл  включени  в цепь контролируемого тиристора, а вторична  обмотка последовательно с дополнительным резистором подключена к генератору высокой частоты, выпр мительный мост, входом прдключенный параллельно до-полнительному резистору, а выходом соединенный с входом фильтра, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  чувствительности, в него введен узел формировани  опорного напр жени , а исполнительный элемент § .выполнен в виде компаратора, при (Л чем выход фильтра подключен одновременно к неинвертирующему входу компаратора и к входу узаа формировани  опорного напр жени  , выход которого соединен с инзертирующим входом компаратора. CD 4:

Description

2. Датчик.по п. 1, отличающийс  тем, что узел формировани  опорного напр жени  содержит разр дный и зар дный резисторы, диод и конденсатор, причем один вывод разр дного резистора предназначен дл  подключени  к общей шине питани , а другой его вывод подключен к выходу фильтра, катод диода подключен к выходу фильтра, а анод к одному выводу зар дного резистора , одной обкладке конденсатора и инвертирующему входу компаратора.

другой вывод зар дного резистора предназначен дл  подключени  к положительному полюсу источника питани , а друга  обкладка конденсатора предназначена дл  подключени  к общей шине питани ,

3. Датчик по по 1., отличающийс  тем, что, -с целью уменьшени  времени задержки, параллельно конденсатору фильтра включен стабилитрон, анод которого предназначен дл  подключени  к общей р1ине питани .

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к вентильным преобразовател м, и может быть использовано в системах управлени  тиристорными преобразовател ми, Известны датчики состо ни  венти лей, основанные на измерении сопротивлени  р - п - р - п -переходов с использованием вспомогательного высокочастотного источника 1. Недостатком подобных датчикозв  в л етс  их неуниверсальность, котора  обусловлена включением -(почти во всех реальных схемах) параллельн основному тиристору других элементо схемы, что затрудн ет определение состо ни  тиристора. Кроме того, подобные датчики имеют большие времена задержки, св занные с необходи мостью размагничивани  сердечника дл восстановлени  исходной индуктивнос ти LC-контура при снижении тока через контролируемый тиристор до нул  Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  датчик состо ни  вентилей, содержа щий управл емый реактор, первична  обмотка которого предназначена дл  включени  в цепь контролируемого тиристора , а вторична  обмотка последо вательно с дополнительным резистором подключена к. генератору высокой частоты , выпр мительный мост, входом подключенный параллельно дололнител ному резистору,а выходом соединенны с входом фильтра, выход которого со динен с входом исполнительного элемента , выполненного на элементе ЗА- ПР.ЕТ 2.Э Однако известный датчик имеет бол большие времена задержки, св занные с тем, что с увеличением тока через контролируемый тиристор увеличиваетс  напр жение на конденсаторе . фильтра, соответственно увеличиваетс  врем  разр да конденсатора и, как следствие, врем  задержки. Кроме того, при фиксированных значени х опорного напр жени  трудно обеспечить минимальное значение зоны нечувствительности. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и уменьшение времени задержки датчика состо ни  вентилей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчик состо ни  вентилей , содержащий управл емый реактор, первична  обмотка которого предназначена дл  включени  в цепь контролируемого тиристора, а вторична  обмотка последовательно с дополнительным резистором подключена к генератору высокой частоты, выпр мительный мост, входом подключенный параллельно дополнительному резистору , а выходом соединенный с входом фильтра, выход которого соединен с входом исполнительного элемента введен узел формировани  опорного напр жени , а исполнительный элемент выполнен в виде компаратора, причем выход фильтра подключен одновременно к неинвертирующему входу компаратора и к входу узла формировани  опорного напр жени , выход которого соединен с инвертлрующим входом компаратора. При этом узел формировани  опорного напр жени  содержит разр дный и зар дный резисторы, диод и конденсатор , причем один вывод разр дного конденсатора предназначен дл  подключени  к общей шине питани , а другой его вывод подключен к выходу фильтра, катод диода подключен к выходу фильтра; а анод - к-одному выводу зар дного резистора, одной обкладке конденсатора и инвертирующему входу компаратора, другой вывод зар дного резистора предназначен дл  подключени  к положительному полюсу источника питани , а друга  .обкладка конденсатора предназначена дл  подключени  к общей шине питани .

Кроме того, параллельно конденсатору фильтра включен стабилитрон, анод которого предназначен дл  подключени  к общей шине питани .

На фиг. 1 изображена схема датчика состо ни  вентилей; на фиг.2 эпюры напр жений и токов.

Датчик содержит управл емый реактор 1, первична  обмотка (обмотка подмагничивани ) которого включена в цепь контролируемого тиристора 2, а вторична  обмотка последовательно с дополнительным резистором 3 подключена к генератору 4 высокой частоты, параллельно дополнительному резистору 3 подключен выпр мительный мост 5, выход которого через фильтр б подключен одновременно к неинвертирующему входу компаратора 7 и к входу узла 8 формировани  опорного напр жени , выход которого в свою очередь соединен с инвертирующим входом компаратора 7, причем узел 8 формировани  опорного напр жени  содержит разр дный резистор 9, диод 10, зар щный резистор 11 и конденсатор 12, а параллельно конденсатору фильтра 6 включен стабилитрон 13.

Устройство работает следующим образом .

В зависимости от величины протекающего тока через контролируемый тиристор 2 измен етс  индуктивность управл емого реактора 1, вследствие чего происходит перераспределение напр жени  высокой частоты генератора 4 вторичной обмоткой управл емого реактора 1 и дополнительным резистором 3. Часть высокочастотного напр жени , амплитуда которого пропорциональна мгновенному значению тока через тиристор 2, с резистора 3 поступает на выпр мительный мост 5 а затем на фильтр 6, С выхода последнего напр жение ,, даетс  на вход узла 8 формировани  опорного напр жени  и на неинвертирующий вход компаратора 7, на инвертирующий вход которого поступсвт опорное напр жение U(,n с выхода узла 8 формировани  опорного напр жени .

Переключение компаратора 7 происходит в моменты равенства измеренноroUniM и опорного Ирп напр жений. Дл  повышени  чувствительности датчика состо ни  вентилей необходимо выбирать величину опорного напр жени UQI, как можно ближе к начальному вна чению напр жени  U (фиг. 2), соответствующего паузе тока тиристора 2. При этом зона нечувствительности uU (фиг. 2) имеет минимальное значение .

Величина начального напр жени  DO имеет технологический разброс, температурный и временной дрейфы, поэтому при фиксированных значени х oп трудно обеспечить минимальное значение bU , т.е. максимальную чувствительность датчика так как в процессе эксплуатации UQ может превысить и on , что нарушает нормальную работу устройства. Поэтому в известных датчиках выбираетс  заведомо больше Uj, , что ведет к значительной потере чувствительности .

В предлагаемом датчике Ugn  вл етс  функцией напр жени . Ug (следит за ним) и формируетс  с помощью узла 8 формировани  опорного напр жени . В установившемс  состо нии конденсатор 12 зар жен до величины напр жени  Uon Uo + ilJ f  е пр мое падение напр жени  на диоде 10. Любое изменение напр жени  UQ приводит к пропорциональному изменению Uon Так, увеличение (уменшение ) напр жени  UQ ведет соответственно к увеличению (уменьшению) Ujjjj , сохран   величину и знак разности bU DOJI -UQ . Например, увеличение Ug до величины 11,, ведет к запиранию диода 10 и зар ду конденсатора 12 от источника +Е через резистор 11 до нового установившегос значени  Ugtn UQ + &U , после чег диод 10 отпираетс  и фиксирует опорное напр жение на этом уровне. Дл  уменьшени  погрешности сравнени  посто нна  времени цепи зар да конденсатора 12 выбираетс  достаточно большой, чтобы за врегм  протекани  тока через контролируемый тиристор опорное напр жение изменилось на величину гораздо меньшую, чем &U . Уменьшение UQ до величины Uon веде к отпиранию диода 10 в паузах тока и разр ду конденсатора 12 до новой установившейс  величины 11оп2 оп + Посто нна  времени цепи разр да выбираетс  достаточно, малой, чтобы за врем  паузы конденсатор 12 успевал разр дитьс  до установившейс  величины . i

Врем  разр да tp конденсатора фильтра б (при неизменной посто нно времени о цепи разр да) до напр жени  lion зависит от величины напр жени  1), до которого был зар жен конденсатор фильтра, и определ етс  следующим выражением:

/

tp i:in Uon J

При увеличении контролируемого тока через тиристор 2 соответственно увеличиваетс  и напр жение на конденсаторе фильтра 6, вследствие чего увеличиваетс  врем  разр да конденсатора фильтра 6 и врем  задержки.

Введение ограничител  напр жени  на стабилитроне 13 позвол ет |Миеньшить времена задержки датчика.

Таким образом, введение узла формировани  опорного напр жени . Кот

торое  вл етс  функцией начального напр жени , позвол ет значительно повысить чувствительность датчика, а введение ограничител  напр жени  уменьшить врем  задержки.

Uon, Uion

Ux О

Claims (3)

1. ДАТЧИК СОСТОЯНИЯ ВЕНТИЛЕЙ, содержащий управляемый реактор, первичная обмотка которого предназначена для включения в цепь контролируемого тиристора, а вторичная обмотка последовательно с дополнительным резистором подключена к генератору высокой частоты, выпрямительный мост, входом подключенный параллельно до-полнительному резистору, а выходом соединенный с входом фильтра, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, в него введен узел формирования опорного напряжения, а исполнительный элемент выполнен' в виде компаратора, причем выход фильтра подключен одновременно к неинвертирующему входу компаратора и к входу узпа формирования опорного напряжения , выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора.

Фиг. 1

1094117 А

2. Датчик.по π. 1, отличающийся тем, что узел формирования опорного напряжения содержит разрядный и зарядный резисторы, диод и конденсатор, причем один вывод разрядного резистора предназначен для подключения к' общей шине питания, а другой его вывод подключен к выходу фильтра, катод диода подключен к выходу фильтра, а анод к одному выводу зарядного резистора, одной обкладке конденсатора и инвертирующему входу компаратора, другой вывод зарядного резистора предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, а другая обкладка конденсатора предназначена для подключения к общей шине питания.

3. Датчик по по 1., о т л и чающийс я тем, что, -с целью уменьшения времени задержки, параллельно конденсатору фильтра включен стабилитрон, анод которого предназначен для подключения к общей ршне питания.